RU2177087C1

RU2177087C1 - Screw pump for cleaning viscoplastic and sand-and-silt media

Info

Publication number: RU2177087C1
Application number: RU2000108419/06A
Authority: RU
Inventors: ков Н.В. Земл; Н.В. Земляков; ков Д.О. Земл; Д.О. Земляков
Original assignee: Орловский государственный технический университет
Priority date: 2000-04-04
Filing date: 2000-04-04
Publication date: 2001-12-20

Abstract

FIELD: cleaning and transportation of various viscoplastic and sand-and-silt media; cleaning and discharging gel-like media in food-processing, chemical and petrochemical industries and in farming. SUBSTANCE: proposed pump has multi-start screw feeder mounted in housing with outlet branch pipe. Single-start part of screw feeder is embraced by bladed feeder with part of movable housing whose speed and direction of rotation are different relative to screw feeder. Screw feeder and housing have coaxial shafts. Outlet branch pipe is provided with pipe for introducing the jet of liquid towards motion of mass. Ridges of screw feeder blades are bent along axis of shaft or towards its rotation on part of last pitch by the amount close to inner diameter of outlet branch pipe. Angle of inclination of branch pipe to axis of screw feeder does not exceed helix angle of screw feeder blades. Blades feeder is provided with fixed lattice-like protective casing. EFFECT: increased productivity. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к технике зачистки и транспортирования различных вязкопластичных и песчано-иловых масс и может быть использовано для зачистки аэротенков водоочистных сооружений; для откачки студнеобразных масс в пищевой, химической, нефтехимической промышленности и в сельском хозяйстве, например для зачистки и перекачки отстоя растительного масла из накопительных емкостей, а также для перекачки мазута из цистерн или с поверхности почвы; для зачистки навозных скоплений на животноводческих и птицефермах, а также как ручной инструмент водолаза или спасателя службы МЧС при расчистке иловых и селевых заносов. The invention relates to techniques for cleaning and transporting various viscous-plastic and sand-silt masses and can be used for cleaning aerotanks of water treatment plants; for pumping jelly-like masses in the food, chemical, petrochemical industry and in agriculture, for example, for cleaning and pumping sludge of vegetable oil from storage tanks, as well as for pumping fuel oil from tanks or from the soil surface; for clearing manure accumulations at livestock and poultry farms, as well as a manual tool for a diver or rescuer of the Ministry of Emergency Situations when clearing silt and mudflow drifts.

Известны шнековые насосы для вязкопластичных сред, имеющие неподвижный корпус и подвижный корпус с лопастным питателем, внутри которых размещен шнек, скорость вращения и направление вращения которого отличается от скорости вращения и направления вращения лопастного питателя [1], [2], [3]. Known auger pumps for visco-plastic media having a fixed casing and a movable casing with a blade feeder, inside of which there is a screw, the rotation speed and direction of rotation of which differs from the rotation speed and rotation direction of the blade feeder [1], [2], [3].

Недостатком этих насосов является то, что они транспортируют вязкопластичную массу по напорному шлангу только за счет давления, создаваемого шнеком в неподвижном корпусе. The disadvantage of these pumps is that they transport a viscoplastic mass through a pressure hose only due to the pressure created by the screw in a fixed housing.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [3], является шнековый насос для вязкопластичных масс, имеющий неподвижный и подвижный корпус с лопастным питателем, в цилиндрических полостях которых размещен шнек, имеющий многозаходную и однозаходную части и имеющий относительно лопастного питателя противоположное направление и большую скорость вращения. The closest technical solution, selected as a prototype [3], is a screw pump for viscoplastic masses having a fixed and movable housing with a blade feeder, in the cylindrical cavities of which there is a screw having multi-start and single-start parts and having a relatively opposite direction and a large blade feeder rotational speed.

Недостатком этого устройства является невозможность получения высокой производительности при перекачке песчано-иловых масс, так как в процессе продавливания песчано-иловой массы по шлангу из нее отжимается вода и, следовательно, резко снижается текучесть песка и возрастает гидравлическое сопротивление перемещению сырой массы песка по шлангу. Кроме того, поскольку шнековая лопасть последнего шага контактирует с торцевой частью шайбы или корпуса под острым углом, то в этот угол под воздействием высокого давления всегда набивается и уплотняется перекачиваемая масса. А при зачистке пластичной массы, например солидола или мазута, из накопительных ям в корпус могут попадать различные посторонние включения, такие как камни, бумажные пакеты, ветошь и т.п., которые могут забивать межлопастные каналы шнека и питателя и привести к выходу из строя двигателя насоса или его деталей. The disadvantage of this device is the impossibility of obtaining high performance when pumping sand and sludge masses, since water is squeezed out of the sand and sludge mass through the hose and, therefore, sand fluidity sharply decreases and hydraulic resistance to the movement of the wet sand mass along the hose increases. In addition, since the auger blade of the last step is in contact with the end part of the washer or casing at an acute angle, the pumped mass is always packed and compacted under this influence of high pressure. And during the cleaning of plastic mass, for example, solid oil or fuel oil, various foreign inclusions, such as stones, paper bags, rags, etc., that can clog the inter-blade channels of the screw and feeder and cause failure pump engine or its parts.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в достижении высокопроизводительной перекачки песчано-иловых масс и повышении надежности работы насоса. The problem to which the invention is directed, is to achieve high-performance pumping of sand and sludge masses and increase the reliability of the pump.

Это достигается тем, что насос, выполненный из цилиндрического корпуса с выходным патрубком, многозаходного шнека, установленного в его цилиндрической полости, однозаходная часть которого охвачена лопастным питателем, при этом выходной патрубок снабжен трубкой для ввода струи жидкости в сторону движения массы, причем трубка размещена в непосредственной близости к шнеку, а гребни лопастей шнека на части последнего шага изогнуты вдоль оси вала или в сторону его вращения на величину, близкую к внутреннему диаметру выходного патрубка, угол наклона которого к оси шнека не превышает угла подъема лопастей шнека на последнем шаге, при этом лопастной питатель снабжен неподвижным решетчатым защитным кожухом, шаг решетки которого желательно иметь равным или меньшим ширины проходного канала между лопастями шнека, валом и корпусом, а трубка для ввода струи жидкости в патрубок может быть соединена с боковым отверстием по резьбе и укреплена контргайкой. Боковое отверстие патрубка при перекачке вязкопластичных масс может быть снабжено резьбовой заглушкой, а защитный кожух выполнен съемным. This is achieved by the fact that the pump is made of a cylindrical body with an outlet nozzle, a multi-auger screw installed in its cylindrical cavity, the one-way part of which is covered by a blade feeder, while the outlet nozzle is equipped with a tube for introducing a liquid jet in the direction of mass movement, and the tube is placed in close proximity to the auger, and the ridges of the auger blades on the part of the last step are curved along the axis of the shaft or in the direction of its rotation by an amount close to the inner diameter of the outlet pipe, angle the inclination of which to the screw axis does not exceed the angle of elevation of the auger blades at the last step, while the blade feeder is equipped with a fixed trellised protective casing, the grate of which is desirable to have equal to or less than the width of the passage channel between the auger blades, the shaft and the housing, and a tube for introducing a liquid stream in the pipe can be connected to the side hole through the thread and strengthened with a lock nut. The side opening of the nozzle during the pumping of viscoplastic masses can be equipped with a threaded plug, and the protective casing is removable.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид насоса, выполненного в виде ручного инструмента с приводом от бензодвигателя, на фиг. 2 - сечение А-А выходного патрубка с трубкой для ввода жидкости, на фиг. 3 - сечение части неподвижного корпуса с размещенным в нем двухзаходным участком шнека, на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 5 - вид лопастного питателя по стрелке А, на фиг. 6 - сечение А-А выходного патрубка с резьбовой заглушкой отверстия для трубки, на фиг. 7 - вырыв участка вала шнека с последним шагом лопастей. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a pump made in the form of a hand tool driven by a gas engine, FIG. 2 is a section AA of the outlet pipe with a fluid inlet pipe, FIG. 3 is a sectional view of a portion of the fixed housing with a dual-start portion of the screw located therein, in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1, in FIG. 5 is a view of a blade feeder in the direction of arrow A, in FIG. 6 is a section AA of the outlet pipe with a threaded plug for the tube hole, FIG. 7 - pulling out a section of the screw shaft with the last pitch of the blades.

Устройство шнекового насоса состоит из цилиндрического корпуса 1 с выходным патрубком 2, в котором размещена многозаходная часть 5 шнека, а однозаходная часть 3 шнека охвачена питателем 4 с частью подвижного корпуса 6. Выходной патрубок 2 снабжен боковым отверстием 7 и трубкой 8 для ввода струи жидкости в сторону движения массы. Трубка 8 имеет резьбу 9 и контргайку 10. При этом трубка 8 размещена в непосредственной близости к шнеку. Отверстие 7 может быть снабжено заглушкой 11. Гребни 12 лопастей шнека последнего шага многозаходной части 5 изогнуты вдоль оси вала 15 шнека либо в сторону вращения вала 15 на величину, близкую к внутреннему диаметру d_п выходного патрубка с образованием каналов шириной b; угол наклона патрубка 2 к оси шнека не превышает угла альфа подъема лопастей шнека на последнем шаге. Лопастной питатель 4 снабжен съемным решетчатым защитным кожухом 14, имеющим шаг решетки, равный или меньший ширины проходного канала между лопастями шнека, валом и корпусом; привод коаксиальный вала 15 шнека и вала 16 лопастного питателя осуществляется от бензодвигателя 17, совмещенного с редуктором 18. Бензодвигатель 17 укомплектован бензобачком 19. Для удерживания и управления насосом к его корпусу прикреплены рукоятки 20.The screw pump device consists of a cylindrical housing 1 with an outlet pipe 2, in which a multi-part screw part 5 is placed, and a single-part screw part 3 is covered by a feeder 4 with a part of the movable body 6. The outlet pipe 2 is provided with a side opening 7 and a pipe 8 for introducing a liquid stream into side of the mass movement. The tube 8 has a thread 9 and a lock nut 10. In this case, the tube 8 is placed in close proximity to the screw. The hole 7 may be provided with a plug 11. The ridges 12 of the blades of the screw of the last step of the multi-start part 5 are bent along the axis of the shaft 15 of the screw or in the direction of rotation of the shaft 15 by an amount close to the inner diameter d _{p of the} outlet pipe with the formation of channels of width b; the angle of inclination of the nozzle 2 to the axis of the screw does not exceed the angle alpha of the rise of the blades of the screw in the last step. The blade feeder 4 is equipped with a removable trellised protective casing 14 having a grid pitch equal to or less than the width of the passage channel between the auger blades, the shaft and the housing; the coaxial drive of the auger shaft 15 and the vane feeder shaft 16 is carried out from a gas engine 17 combined with a reducer 18. The gas engine 17 is equipped with a gas tank 19. For holding and controlling the pump, handles 20 are attached to its body.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Насос после включения привода шнека с лопастным питателем заглубляется решетчатым кожухом 14 в зачищаемую массу. Если такой массой является песчано-иловый осадок или масса селевого заноса, то в трубку 8 по гибкому шлангу подводится вода под давлением, например, от сетевого водопровода или от отдельного центробежного или вихревого насоса. При этом песчано-иловая масса поступает к лопастному питателю 4 через решетчатый кожух 14 самотеком и под воздействием перемещения насоса. Лопастной питатель 4 загружает массу на однозаходную часть 3 шнека, который перемещает ее через подвижный корпус 6 в неподвижный корпус 1, где масса переходит в многозаходную часть 5 шнека и под воздействием сжатия начинает выталкиваться в патрубок 2, обтекая заглубленную часть трубки 8, из которой в это же время истекает с большой скоростью струя воды, которая подхватывает песчано-иловую массу, разжижает ее и с минимальным гидравлическим сопротивлением транспортирует по напорному шлангу к выходному концу. The pump after turning on the auger drive with a blade feeder is buried by the trellised casing 14 into the mass to be cleaned. If such a mass is a sand-silt sediment or the mass of mudflow drift, then pressurized water is supplied into the pipe 8 through a flexible hose, for example, from a mains water supply system or from a separate centrifugal or vortex pump. When this sand-sludge mass enters the paddle feeder 4 through the trellised casing 14 by gravity and under the influence of moving the pump. The blade feeder 4 loads the mass onto the single-start part 3 of the screw, which moves it through the movable body 6 into the stationary body 1, where the mass goes into the multi-part part 5 of the screw and begins to be pushed into the pipe 2 under the influence of compression, flowing around the buried part of the tube 8, from which at the same time, a stream of water expires at a high speed, which picks up the sand-silt mass, dilutes it and with minimal hydraulic resistance transports it along the pressure hose to the outlet end.

Если требуется зачистка и перекачка, например, пищевой вязкопластичной массы, как яблочная пульпа в кондитерском производстве пастилы и зефира, либо пластичной массы, как сливочное масло в молокоперерабатывающей промышленности, то есть без разжижения перекачиваемой массы каким-то растворителем, то в этом случае вместо трубки 8 в отверстие 7 ввинчивается резьбовая заглушка 11. If cleaning and pumping is required, for example, of a viscous-plastic food mass, such as apple pulp in the confectionery industry of marshmallows and marshmallows, or plastic mass, like butter in the dairy industry, that is, without diluting the pumped mass with some kind of solvent, then instead of a tube 8, a threaded plug 11 is screwed into the hole 7.

Такая конструкция устройства шнекового насоса позволяет получить высокопроизводительную зачистку и перекачку как песчано- иловых масс, так и различных вязкопластичных и пластичных масс, например даже таких как солидол. При этом исключена возможность забивания последнего шага лопастей шнека массой, а также повышена надежность работы насоса от заклинивания вращающихся органов путем защиты его лопастного питателя решетчатым кожухом от попадания комковых включений из массы и возможности работы насоса в холостую при установке его на торец кожуха, не выключая двигатель. This design of the screw pump device allows to obtain high-performance cleaning and pumping of both sand-sludge masses and various visco-plastic and plastic masses, for example, even such as solid oil. At the same time, the possibility of clogging the last step of the auger blades with a mass is excluded, and the reliability of the pump operation from jamming of rotating bodies by protecting its blade feeder with a trellised casing from getting lumpy inclusions from the mass and the possibility of the pump working in the idle when installing it on the end of the casing without turning off the engine is increased .

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N513169, М.кл. F 04 D 3/02 от 1976 г.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR N513169, M.cl. F 04 D 3/02 dated 1976

2. Патент России N 1132061, М.кл. F 04 D 3/02 от 1993 г. 2. Patent of Russia N 1132061, M.cl. F 04 D 3/02 of 1993

3. Патент России N 2143591, М.кл. F 04 D 3/02, 7/00 от 1999 г. 3. Patent of Russia N 2143591, M.cl. F 04 D 3/02, 7/00 from 1999

Claims

1. A screw pump for cleaning viscoplastic and sand-silt masses, consisting of a housing with an outlet nozzle, a multi-start screw installed in its cylindrical cavity, a single-run part of which is covered by a blade feeder with a part of the moving body, having different speeds and directions of rotation and coaxially with the screw placed shafts, characterized in that the outlet pipe is provided with a side hole and a tube for introducing a stream of liquid in the direction of movement of the mass, and the tube is placed in close proximity to the screw ku, and the crests of the auger blades on the part of the last step are bent along the axis of the shaft or in the direction of its rotation by an amount close to the inner diameter of the outlet pipe, the angle of inclination of which to the axis of the auger does not exceed the angle of elevation of the auger blades at the last step, while the blade feeder is equipped with motionless trellised protective casing.

2. The screw pump according to claim 1, characterized in that the tube for introducing a stream of liquid into the nozzle is connected to the side hole by a thread and is fastened with a lock nut.

3. The screw pump according to claim 1, characterized in that the lateral hole of the nozzle when pumping viscous-plastic masses is equipped with a threaded plug.

4. The screw pump according to claim 1, characterized in that the protective casing has a grid pitch equal to or less than the width of the passage channel between the auger blades, the shaft and the housing.

5. The screw pump according to claim 1, characterized in that the protective casing is removable.